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摘要
1、開關電源概述
2、開關電源的發展
3、開關電源的基本構成及分類
4、開關電源的電路組成及功能
開關電源的PWM
1、開關電源PWM的五種反饋控制模式
2、三種經典型號控制集成芯片:UC3842、TL494、SG3525
開關電源的電磁兼容性與可靠性
開關電源的電磁電磁兼容技術
開關電源的噪聲
開關電源的EMC設計
開關電源的計算機輔助分析與計算
直流開關電源設計
直流開關電源原理及特點
直流開關電源的保護
六、參考文獻
開關電源設計相關
電源,即提供電能的設備,主要分三類:一次電源(將其它能量轉換為電能),二次電源和蓄電池。其中,二次電源指的是把輸入電源(由電網供電)轉換為電壓、電流、頻率、波形及在穩定性、可靠性(含電磁兼容,絕緣散熱,不間斷電源,智能控制)等方面符合要求的電能供給負載。電子設備都離不開可靠的電源。開關電源由于具有效率高、體積小、重量輕的特點,近年來獲得了飛速發展。開關電源高頻化是其發展的方向,高頻化使開關電源小型化,并使開關電源進入更廣泛的應用領域,特別是在高新技術領域的應用,推動了高新技術產品的小型化、輕便化。另外開關電源的發展與應用在節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。
開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關晶體管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和功率開關器件(如MOS-FET)等構成。簡單的說:就是開關型直流穩壓電源。開關電源把直流電源或交流電源通過它可以獲得一個穩定的直流電壓源。它具有效率高,輸出電壓穩定,交流紋波小,體積小和重量輕的許多優點。
開關電源主要包括輸入電網濾波器、輸入整流濾波器、變換器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路。它們的功能是:
輸入電網濾波器:消除來自電網,如電動機的啟動、電器的開關、雷擊等產生的干擾,同時也防止開關電源產生的高頻噪聲向電網擴散。
輸入整流濾波器:將電網輸入電壓進行整流濾波,為變換器提供直流電壓。
變換器:是開關電源的關鍵部分。它把直流電壓變換成高頻交流電壓,并且起到將輸出部分與輸入電網隔離的作用。
輸出整流濾波器:將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓,同時還防止高頻噪聲對負載的干擾。
控制電路:檢測輸出直流電壓,并將其與基準電壓比較,進行放大。調制振蕩器的脈沖寬度,從而控制變換器以保持輸出電壓的穩定。
保護電路:當開關電源發生過電壓、過電流短路時,保護電路使開關電源停止工作以保護負載和電源本身。
現代開關電源有兩種:一種是直流開關電源;另一種是交流開關電源。
PWM開關穩壓或穩流電源基本工作原理就是在輸入電壓變化、內部參數變化、外接負載變化的情況下,控制電路通過被控制信號與基準信號的差值進行閉環反饋,調節主電路開關器件的導通脈沖寬度,使得開關電源的輸出電壓或電流等被控制信號穩定。PWM的開關頻率一般為恒定,控制取樣信號有:輸出電壓、輸入電壓、輸出電流、輸出電感電壓、開關器件峰值電流。由這些信號可以構成單環、雙環或多環反饋系統,實現穩壓、穩流及恒定功率的目的,同時可以實現一些附帶的過流保護、抗偏磁、均流等功能。對于定頻調寬的PWM閉環反饋控制系統,主要有五種PWM反饋控制模式
開關電源PWM的五種反饋控制模式
1、電壓模式控制PWM(VOLTAGE-MODECONTROLPWM):2.峰值電流模式控制PWM(PEAKCURRENT-MODECONTROLPWM):3.平均電流模式控制PWM(AVERAGECURRENT-MODECONTROLPWM):
4.滯環電流模式控制PWM(HYSTERETICCURRENT-MODECONTROLPWM):5.相加模式控制PWM(SUMMING-MODECONTROLPWM):
開關電源的PWM專用芯片有三個經典型號:UC3842,TL494,SG3525
UC3842是電流模式八腳單端PWIVI控制芯片,其內部電路框圖如圖所示,主要由基準電壓發生器、欠電壓保護電路、振蕩器、PWM閉鎖保護、推挽放大電路、誤差放大器及電流比較器等電路組成。該控制芯片與外圍振蕩定時器件、開關管、開關變壓器可構成功能完善的他勵式開關電源。
直流穩壓電源是一種常見的電子儀器,廣泛地應用于電子電路、教學實驗和科學研究等領域。目前使用的直流穩壓電源大部分是線性電源,利用分立器件組成,其體積大,效率低,可靠性性差,操作使用不方便,自我保護功能不夠,因而故障率高。隨著電子技術的飛速發展,各種電子、電器設備對穩壓電源的性能要求日益提高,穩壓電源不斷朝著小型化,高效率,低成本,高可靠性,低電磁干擾,模塊化和智能化方向發展。以單片機系統為核心而設計制造出來的新一代智能穩壓電源不但電路簡單,結構緊湊,價格低廉,性能卓越,而且由于單片機具有計算和控制能力,利用它對采樣數據進行各種計算,從而可排除和減少由于騷擾信號和模擬電路引起的誤差,大大提高穩壓電源輸出電壓和控制電流精度,降低了對模擬電路的要求。智能穩壓電源可利用單片機設置周密的保護監測系統,確保電源運行可靠。輸出電壓和限定電流采用數字顯示,輸入采用鍵盤方式,電源的外表美觀,操作使用方便,具有較高的使用價值。
控制和保護電路主要處理信號,屬于“弱電”電路,但它控制著主電路中的開關器件,一旦出現失誤,將造成嚴重的后果,使電源停止工作或損壞。電源的很多指標,如穩壓穩流精度、紋波、輸出特性等也與控制電路相關
開關電源主要有以下特點:
體積小、重量輕:由于沒有工頻變壓器,所以體積和重量只有線性電源的20~30%。
功耗小、效率高:功率晶體管工作在開關狀態,所以晶體管上的功耗小,轉化效率高,一般為60~70%,而線性電源只有30~40%。
開關電源的電路組成:
開關電源的主要電路是由輸入電磁干擾濾波器(EMI)、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制器電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過欠壓保護電路、輸出過欠壓保護電路、輸出過流保護電路、輸出短路保護電路等。
開關電源的電路組成方框圖如下:
輸入電路的原理及常見電路:
AC輸入整流濾波電路原理:
防雷電路:當有雷擊,產生高壓經電網導入電源時,由MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1組成的電路進行保護。當加在壓敏電阻兩端的電壓超過其工作電壓時,其阻值降低,使高壓能量消耗在壓敏電阻上,若電流過大,F1、F2、F3會燒毀保護后級電路。
輸入濾波電路:C1、L1、C2、C3組成的雙π型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制,防止對電源干擾,同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。當電源開啟瞬間,要對C5充電,由于瞬間電流大,加RT1(熱敏電阻)就能有效的防止浪涌電流。因瞬時能量全消耗在RT1電阻上,一定時間后溫度升高后RT1阻值減小(RT1是負溫系數元件),這時它消耗的能量非常小,后級電路可正常工作。
整流濾波電路:交流電壓經BRG1整流后,經C5濾波后得到較為純凈的直流電壓。若C5容量變小,輸出的交流紋波將增大。
DC輸入濾波電路原理:
輸入濾波電路:C1、L1、C2組成的雙π型濾波網絡主要是對輸入電源的電磁噪聲及雜波信號進行抑制,防止對電源干擾,同時也防止電源本身產生的高頻雜波對電網干擾。C3、C4為安規電容,L2、L3為差模電感。
R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7組成抗浪涌電路。在起機的瞬間,由于C6的存在Q2不導通,電流經RT1構成回路。當C6上的電壓充至Z1的穩壓值時Q2導通。如果C8漏電或后級電路短路現象,在起機的瞬間電流在RT1上產生的壓降增大,Q1導通使Q2沒有柵極電壓不導通,RT1將會在很短的時間燒毀,以保護后級電路。
功率變換電路:
MOS管的工作原理:目前應用最廣泛的絕緣柵場效應管是MOSFET(MOS管),是利用半導體表面的電聲效應進行工作的。也稱為表面場效應器件。由于它的柵極處于不導電狀態,所以輸入電阻可以大大提高,最高可達105歐姆,MOS管是利用柵源電壓的大小,來改變半導體表面感生電荷的多少,從而控制漏極電流的大小。
常見的原理圖:
3、工作原理:
R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2組成緩沖器,和開關MOS管并接,使開關管電壓應力減少,EMI減少,不發生二次擊穿。在開關管Q1關斷時,變壓器的原邊線圈易產生尖峰電壓和尖峰電流,這些元件組合一起,能很好地吸收尖峰電壓和電流。從R3測得的電流峰值信號參與當前工作周波的占空比控制,因此是當前工作周波的電流限制。當R5上的電壓達到1V時,UC3842停止工作,開關管Q1立即關斷。
R1和Q1中的結電容CGS、CGD一起組成RC網絡,電容的充放電直接影響著開關管的開關速度。R1過小,易引起振蕩,電磁干擾也會很大;R1過大,會降低開關管的開關速度。Z1通常將MOS管的GS電壓限制在18V以下,從而保護了MOS管。
Q1的柵極受控電壓為鋸形波,當其占空比越大時,Q1導通時間越長,變壓器所儲存的能量也就越多;當Q1截止時,變壓器通過D1、D2、R5、R4、C3釋放能量,同時也達到了磁場復位的目的,為變壓器的下一次存儲、傳遞能量做好了準備。IC根據輸出電壓和電流時刻調整著⑥腳鋸形波占空比的大小,從而穩定了整機的輸出電流和電壓。
C4和R6為尖峰電壓吸收回路。
4、推挽式功率變換電路
Q1和Q2將輪流導通。
5、有驅動變壓器的功率變換電路:
T2為驅動變壓器,T1為開關變壓器,TR1為電流環。
輸出整流濾波電路:
正激式整流電路:
T1為開關變壓器,其初極和次極的相位同相。D1為整流二極管,D2為續流二極管,R1、C1、R2、C2為削尖峰電路。L1為續流電感,C4、L2、C5組成π型濾波器。
反激式整流電路:
T1為開關變壓器,其初極和次極的相位相反。D1為整流二極管,R1、C1為削尖峰電路。L1為續流電感,R2為假負載,C4、L2、C5組成π型濾波器。
同步整流電路:
工作原理:當變壓器次級上端為正時,電流經C2、R5、R6、R7使Q2導通,電路構成回路,Q2為整流管。Q1柵極由于處于反偏而截止。當變壓器次級下端為正時,電流經C3、R4、R2使Q1導通,Q1為續流管。Q2柵極由于處于反偏而截止。L2為續流電感,C6、L1、C7組成π型濾波器。R1、C1、R9、C4為削尖峰電路。
穩壓環路原理:
1、反饋電路原理圖:
2、工作原理:
當輸出U0升高,經取樣電阻R7、R8、R10、VR1分壓后,U1③腳電壓升高,當其超過U1②腳基準電壓后U1①腳輸出高電平,使Q1導通,光耦OT1發光二極管發光,光電三極管導通,UC3842①腳電位相應變低,從而改變U1⑥腳輸出占空比減小,U0降低。
當輸出U0降低時,U1③腳電壓降低,當其低過U1②腳基準電壓后U1①腳輸出低電平,Q1不導通,光耦OT1發光二極管不發光,光電三極管不導通,UC3842①腳電位升高,從而改變U1⑥腳輸出占空比增大,U0降低。周而復始,從而使輸出電壓保持穩定。調節VR1可改變輸出電壓值。
反饋環路是影響開關電源穩定性的重要電路。如反饋電阻電容錯、漏、虛焊等,會產生自激振蕩,故障現象為:波形異常,空、滿載振蕩,輸出電壓不穩定等。
六、短路保護電路:
1、在輸出端短路的情況下,PWM控制電路能夠把輸出電流限制在一個安全范圍內,它可以用多種方法來實現限流電路,當功率限流在短路時不起作用時,只有另增設一部分電路。
2、短路保護電路通常有兩種,左圖是小功率短路保護電路,其原理簡述如下:
當輸出電路短路,輸出電壓消失,光耦OT1不導通,UC3842①腳電壓上升至5V左右,R1與R2的分壓超過TL431基準,使之導通,UC3842⑦腳VCC電位被拉低,IC停止工作。UC3842停止工作后①腳電位消失,TL431不導通UC3842⑦腳電位上升,UC3842重新啟動,周而復始。當短路現象消失后,電路可以自動恢復成正常工作狀態。
3、右圖是中功率短路保護電路,其原理簡述如下:
當輸出短路,UC3842①腳電壓上升,U1③腳
電位高于②腳時,比較器翻轉①腳輸出高電位,給
C1充電,當C1兩端電壓超過⑤腳基準電壓時
U1⑦腳輸出低電位,UC3842①腳低于1V,UCC3842
停止工作,輸出電壓為0V,周而復始,當短路
消失后電路正常工作。R2、C1是充放電時間常數,
阻值不對時短路保護不起作用。
4、左圖是常見的限流、短路保護電路。其工作原理簡述如下:
當輸出電路短路或過流,變壓器原邊電流增大,R3
兩端電壓降增大,③腳電壓升高,UC3842⑥腳輸出占空
比逐漸增大,③腳電壓超過1V時,UC3842關閉無輸出。
5、右圖是用電流互感器取樣電流的保護電路,有
著功耗小,但成本高和電路較為復雜,其工作原
理簡述如下:
輸出電路短路或電流過大,TR1次級線圈感
應的電壓就越高,當UC3842③腳超過1伏,UC3842
停止工作,周而復始,當短路或過載消失,電路自行恢復。
七、輸出端限流保護:
左圖是常見的輸出端限流保護電路,其工作原理簡述如下:
當輸出電流過大時,RS(錳銅絲)兩端電壓上升,U1③腳電壓高于②腳基準電壓,U1①腳輸出高電壓,Q1導通,光耦發生光電效應,UC3842①腳電壓降低,輸出電壓降低,從而達到輸出過載限流的目的。
八、輸出過壓保護電路的原理:
輸出過壓保護電路的作用是:當輸出電壓超過設計值時,把輸出電壓限定在一安全值的范圍內。當開關電源內部穩壓環路出現故障或者由于用戶操作不當引起輸出過壓現象時,過壓保護電路進行保護以防止損壞后級用電設備。應用最為普遍的過壓保護電路有如下幾種:
1、可控硅觸發保護電路:
如圖,當Uo1輸出升高,穩壓管(Z3)擊穿導通,可控硅(SCR1)的控制端得到觸發電壓,因此可控硅導通。Uo2電壓對地短路,過流保護電路或短路保護電路就會工作,停止整個電源電路的工作。當輸出過壓現象排除,可控硅的控制端觸發電壓通過R對地泄放,可控硅恢復斷開狀態。
2、光電耦合保護電路:
如右圖,當Uo有過壓現象時,
穩壓管擊穿導通,經光耦(OT2)
R6到地產生電流流過,光電耦合器
的發光二極管發光,從而使光電耦合
器的光敏三極管導通。Q1基極得電導通,
3842的③腳電降低,使IC關閉,停止整個電源的工作,Uo為零,周而復始,。
3、輸出限壓保護電路:
輸出限壓保護電路如下圖,當輸出電壓升高,穩壓管導通光耦導通,Q1基極有驅動電壓而道通,UC3842③電壓升高,輸出降低,穩壓管不導通,UC3842③電壓降低,輸出電壓升高。周而復始,輸出電壓將穩定在一范圍內(取決于穩壓管的穩壓值)。
4、輸出過壓鎖死電路:
圖A的工作原理是,當輸出電壓Uo升高,穩壓管導通,光耦導通,Q2基極得電導通,由于Q2的導通Q1基極電壓降低也導通,Vcc電壓經R1、Q1、R2使Q2始終導通,UC3842③腳始終是高電平而停止工作。在圖B中,UO升高U1③腳電壓升高,①腳輸出高電平,由于D1、R1的存在,U1①腳始終輸出高電平Q1始終導通,UC3842①腳始終是低電平而停止工作。
九、功率因數校正電路(PFC):
1、原理示意圖:
2、工作原理:
輸入電壓經L1、L2、L3等組成的EMI濾波器,BRG1整流一路送PFC電感,另一路經R1、R2分壓后送入PFC控制器作為輸入電壓的取樣,用以調整控制信號的占空比,即改變Q1的導通和關斷時間,穩定PFC輸出電壓。L4是PFC電感,它在Q1導通時儲存能量,在Q1關斷時施放能量。D1是啟動二極管。D2是PFC整流二極管,C6、C7濾波。PFC電壓一路送后級電路,另一路經R3、R4分壓后送入PFC控制器作為PFC輸出電壓的取樣,用以調整控制信號的占空比,穩定PFC輸出電壓。
十、輸入過欠壓保護:
原理圖:
工作原理:
AC輸入和DC輸入的開關電源的輸入過欠壓保護原理大致相同。保護電路的取樣電壓均來自輸入濾波后的電壓。
取樣電壓分為兩路,一路經R1、R2、R3、R4分壓后輸入比較器3腳,如取樣電壓高于2腳基準電壓,比較器1腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷,電源無輸出。另一路經R7、R8、R9、R10分壓后輸入比較器6腳,如取樣電壓低于5腳基準電壓,比較器7腳輸出高電平去控制主控制器使其關斷,電源無輸出。
十
一、電池管理:
電池管理原理圖:
虛線框A內的零件組成電池啟動和關斷電路;虛線框B為電池充電線性穩壓電路;虛線框C為電子開關電路;虛線框D為電池充電電流限制電路。
電池啟動原理:
輸入電壓由INPUT和AGND端輸入,分為三路。第一路經D7直接送后級和電池啟動、關斷電路。R28、R27、R26分壓后的電壓使U3導通(此電壓在設計時已計算好了,正常工作時高于2.5V),光藕OT1導通。R25為U3提供工作電壓,R23、R24為光藕的限流及保護電阻。
光藕導通后電源經R22、OT1、D9給Q4提供基極偏置電壓,Q4導通,R21為Q4的下偏置電阻。繼電器RLY1-A的線圈中有電流流過,繼電器觸點RLY1-B吸合,將電池BAT接入電路中。D4為阻止在Q4關斷時繼電器線圈產生的電動勢影響后級電路,D5為防止在Q4關斷時繼電器線圈產生的電動勢損壞Q4,將繼電器線圈產生的能量釋放。
電池充電穩壓原理:
在通電的初期,由于Q3沒有偏置而不導通,D3的正端無電壓。電源經R1降壓Z1穩壓后給U1和U2提供工作電壓。R2、U1組成基準電壓,R13、R4、R5、R6、VR1組成電池電壓檢測電路,當U2②腳檢測電壓低于③腳電壓時,其①腳輸出高電平,經R14給Q2提供偏置電壓,Q2導通、Q3也跟著導通,電源經Q3、D3、繼電器觸點RLY1-B、F1給電池BAT充電。
當U2②腳檢測電壓高于③腳電壓時,其①腳輸出低電平,Q2失去偏置電壓而截止,Q3截止,D3的正端無電壓,其負極電壓下降,U2②腳檢測電壓也跟著下降,當U2②腳檢測電壓低于③腳電壓時,其①腳輸出高電平,Q2、Q3導通繼續充電,如此周而復始,使D3的負端電壓維持在某一設定值。調節VR1可以改變充電電壓值。
電池充電限流原理:
在充電的過程中,電流經Q3、RLY1-B、F1、BAT、R20回到地(AGND)。在電池充電的初期,因電池電壓比較低,流經Q3、RLY1-B、F1、BAT、R20的電流就會增大,那么在R20上產生的壓降就會增大(R20為電流取樣電阻)。電阻R20的上端S點經R11連接到U2B的同相輸入端⑤腳,U2B的反相輸入端⑥腳有一固定參考電壓,當R20上的壓降超過參考電壓時,U2⑦腳輸出高電平,經D2、R15給Q1提供偏置電壓,Q1因此導通。Q1導通后Q2因失去基極電壓而截止,將使線性穩壓器的輸出關斷,Q3、RLY1-B、F1、BAT、R20回路中就沒有電流流過,R20上的壓降消失,U2⑦腳輸出低電平,Q1截止,Q2、Q3導通繼續充電,如此周而復始,就將充電電流限制在某一設定值范圍內。
調節R10、R11可改變限流點。
電池欠壓關斷原理:
當輸入電壓沒有時,電池電壓經D6給后級和電池啟動、關斷電路供電。當電池電壓下降,U3①腳電壓也跟著下降,在電池電壓下降至設計關斷點時(也就是U3①腳電壓低于2.5V時),U3不導通,OT1不發生光電藕合,Q4無偏置而截止,繼電器RLY1-A的線圈中沒有電流流過,繼電器觸點RLY1-B斷開,將電池BAT從電路中斷開,防止電池過放電而損壞。改變R26、R27的阻值,可以改變電池欠壓關斷時的電壓值。
十
二、智能風扇散熱:
在開關電源中,對電源進行散熱的方式有很多種,智能散熱就是其中之一。它是隨電源工作時的溫度高低,來調節散熱風扇的工作電壓而改變風力大小,達到最佳散熱效果。有著節能的目的。其原理圖如下:
工作原理:
輸入電壓由INPUT端(12~13V)輸入,R6為U2提供工作電壓,R7、R8阻值相同,分壓后為TL431提供觸發電壓,使A點的基準電壓在+5V;RT1為負溫度系數熱敏電阻,經R1、R2分壓加在U1的反相輸入端⑥腳。R5為輸出電壓取樣電阻,與R4分壓后加在U1的同相輸入端⑤腳;Q1為電子開關管;風扇電壓由FANOUT端輸出。
在剛通電的時候,由于Q1還沒導通,C點無電壓,U1的⑥腳電壓高于⑤腳,因此U1⑦腳輸出低電平,Z1擊穿導通,Q1導通,C點有電壓輸出;應Q1的發射極接輸入電壓端,因此C點電壓約等于輸入電壓,經R5與R4分壓后加在U1的同相輸入端⑤腳,使⑤腳電壓高于⑥腳電壓,U1⑦腳輸出高電平,Z1不導通,Q1不導通,C點無電壓輸出;使⑤腳電壓又低于⑥腳電壓,U1⑦腳又輸出低電平,如此反復最終使C電壓穩定在某一值(因⑥腳電壓不變);也就是說C點的電壓是隨B點的電壓變化而變化的。
開關電源工作的初期(或輕載工作),機內溫度低,熱敏電阻RT1的內阻很大,B點的電壓相對較低,因此C點的輸出電壓也低,風扇因工作電壓低而轉速慢、風力小。當開關電源機內溫度逐漸升高(滿載工作),熱敏電阻RT1的內阻逐漸減小,B點的電壓也升高,因此C點的輸出電壓也跟著升高,風扇因工作電壓升高而轉速加快、風力加大。當機內溫度下降后,熱敏電阻內阻逐漸增大,B點電壓下降,C點的輸出電壓也降低,風扇因工作電壓低而轉速變慢、風力小。當B點電壓(溫度)升高到一定程度時,U1③腳電壓高于②腳基準電壓,U1①腳輸出高電平,一路經D1、R13返回到B點,使U1①腳始終輸出高電平(也就是自鎖);另一路經D2輸出到過溫保護電路,實現過溫保護功能。
十
三、均流技術:
在通訊設備或其它用電設備中,為了使系統不間斷的工作,對供電系統的要求就很高。除了要求電源本身的性能要穩定外,另一種方法就是采用1+1備分的方式,就是一臺設備用兩臺電源并聯供電,當其中的一臺損壞,另外一臺可繼續給系統供電。在正常工作時,每臺電源提供的能量相等,也就是它們輸出的電壓、電流基本一致。為了使每臺電源輸出的電壓、電流基本一致,就要用到均流技術。原理如下圖所示:
均流電路原理圖
工作原理:
U1A、R1~R7、C1~C5、VR1組成電流取樣電壓放大器;U1B、D1組成電壓跟隨器;R10為均流電壓輸出電阻;R11~R14、U2A、C6~C10組成平衡電壓比較器;R15~R17、Q1為電子開關;R30~R33、C17、C18、U2B組成過流保護電路;R19~28、D2、D3、D4、C12~C14、Q2是電源的輸出電壓穩壓環路,其中D2、D3、R19~R21為輸出電壓取樣電路。D6為輸出隔離二極管。
電源在工作時,由電流環或錳銅絲檢測的電流取樣電壓由+IS、-IS加入U1A
組成的電壓放大器進行放大,經R5、R6、R7、VR1分壓后分兩路輸出,一路
送入U1B電壓跟隨器,D1起隔離作用,防止均流母線上的電壓變化對前級電
路產生影響,另一路送過流保護電路。經過電壓跟隨器后的電流取樣電壓又
分為兩路,一路經R10輸出作為均流信號電壓JL+,另一路經R11送入U2A
組成的平衡電壓比較器與U2②腳的參考電壓進行比較,當U2③腳電壓高于②
腳電壓,其①輸出高電平,Q1基極得電導通,將R17、R18并入輸出電壓取
樣電路,使輸出電壓升高,輸出電壓升高后輸出電流就會減小,檢測的電流
取樣電壓也就降低,均流信號電壓JL+降低,U2③腳電壓低于②腳電壓,其①
輸出低電平,Q1截止,R17、R18從輸出電壓取樣電路中退出,輸出電壓降低。
如此循環,最終使輸出電壓、電流保持穩定。
如右圖,當兩臺電源并機工作時,其輸出端是并接在一起的,均流信號線也連接在一起。現在假設電源A的輸出電流Io1大于電源B的輸出電流Io2,在兩臺電源內部的電流取樣電壓就會A高于B,也就是JL1+高于JL2+,而JL1+和JL2+是接在同一條線上(均流母線),因此JL2+升高,通過電源B內部均流電路的控制迫使其輸出電壓升高,Io2增大,Io1減小(負載電流不變);Io2高于
Io1時,其控制過程剛好相反,如此循環,最終使兩臺電源的輸出電壓、電流保持一致。
Q3、C19、R34~R36組成的電路的作用是,在電源啟動初期輸出電壓低或輸出欠
壓時Q3導通,使U2A③腳處于低電位,U2A①腳輸出低電平,Q1截止,也就是使均
流電路不起作用。
VR1可調節均流信號的電壓值,也可調節輸出限流點。
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